Thiết kế cung cấp điện cho phân xưởng Cơ Điện

Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
PHụ lụC
Tran
g
Lời nói đầu...................................................................................................................
Chơng 1. Giới thiệu về công ty than Cao Sơn và Tình hình cung cấp điện....................3
1.1. Giới thiệu chung về công ty than Cao Sơn.....................................................3
1.2. Giới thiệu chung về tình hình cung cấp điện của mỏ Cao Sơn.......................8
1.3. Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/ 6kV.................................................12
1.4. Hệ thống đo lờng của trạm 35/ 6kV.............................................................16
1.5. Hệ thống tiếp đất an toàn.............................................................................18
1.6. Hệ thống cung cấp điện 6kV của mỏ Cao Sơn.............................................18
1.7. Biểu đồ phụ tải.............................................................................................18
Chơng 2. Xác địnhphụ tải tính toán phân xởng cơ điện...............................................24
2.1. Các phơng pháp xác định phụ tải tính toán..................................................24
2.2. Xác đinh chi tiết phụ tải của phân xởng cơ điện...........................................29
2.3. Phụ tải chiếu sáng toàn phân xởng cơ điện..................................................37
2.4. Phụ tải tính toán toàn phân xởng..................................................................38
Chơng 3. Thiết kế chi tiết mạng điện hạ áp phân xởng cơ điện...................................39
3.1. Thành lập sơ đồ mạng điện..........................................................................39
3.2. Lựa chọn tủ phân phối và tủ động lực cho mạng hạ áp.................................41
3.3. Lựa chọn áptômát........................................................................................44
3.4. Lựa chọn cáp điện........................................................................................51
3.5. Tính toán ngắn mạch và kiểm tra thiết bị đã chọn........................................56
3.6. Sơ đồ đi dây trong phân xởng cơ điện..........................................................87
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
1
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Chơng 4. Thiết kế trạm biến áp...................................................................................88
4.1. Đặt vấn đề....................................................................................................88
4.2. Tính toán thiết kế trạm biến áp....................................................................88

4.3. Lựa chọn sơ đồ nguyên lý trạm....................................................................88
4.4. Lựa chọn kết cấu trạm..................................................................................89
4.5. Lựa chọn chi tiết các phần tử trong trạm......................................................89
4.6. Tính toán hệ thống tiếp đất cho trạm biến áp...............................................97
Chơng 5. Thiết kế chiếu sáng phân xởng cơ điện......................................................100
5.1. Cơ sở lý thuyết...........................................................................................100
5.2. Tính toán chi tiết........................................................................................103
Chơng 6. Tính toán tiếp đất bảo vệ............................................................................113
6.1. Cơ sở lý thuyết...........................................................................................113
6.2. Tính toán nối đất cho phân xởng sửa chữa cơ điện.....................................115
Tài liệu khảo.............................................................................................................119
Lời NóI ĐầU
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
2
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Đất nớc ta đang thực hiện quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa trên tất cả
mọi lĩnh vực, để góp phần vào sự phát triển đó thì ngành năng lợng nói chung và ngành
năng lợng điện nói riêng đóng một vai trò đặc biệt quan trọng. Nó đòi hỏi các hộ tiêu
thụ điện phải sử dụng một cách hợp lý và kinh tế nhất.
Đối với một dự án, một công trình xây dựng cho công ty, nhà máy hay phân xởng
yêu cầu phải có một bản thiết kế cung cấp điện không chỉ hoàn chỉnh về kỹ thuật mà
còn phù hợp về kinh tế cũng nh đảm bảo về chất lợng cung cấp điện và chất lợng điện
năng. Đồng thời bản thiết kế cung cấp điện phải đảm bảo an toàn cho ngời vận hành,
đơn giản, dễ dàng thi công, lắp đặt và sửa chữa, nâng cấp cải tạo về sau.
Là một sinh viên ngành Điện khí hóa trải qua quá trình học tập, nghiên cứu và
đợc sự dạy bảo tận tình của các thầy cô trong bộ môn, đã giúp em trang bị vốn kiến
thức cơ bản về chuyên môn. Với thời gian thực tập gần hai tháng tại Công ty than
Cao Sơn và đợc sự nhất trí của thầy giáo hớng dẫn, em đã quyết định chọn đề tài
Thiết kế cung cấp điện cho phân xởng Cơ Điện thuộc Công ty than Cao sơn làm
đồ án tốt nghiệp.

Đồ án tốt nghiệp của em gồm: Một bản thuyết minh chia làm 6 chơng.
Nội dung bản thuyết minh nh sau:
Chơng 1: Giới thiệu chung về Công ty than Cao Sơn và tình hình
cung cấp điện.
Chơng 2: Xác định phụ tải tính toán phân xởng Cơ Điện.
Chơng 3: Thiết kế chi tiết mạng hạ áp phân xởng Cơ Điện.
Chơng 4: Thiết kế trạm biến áp phân xởng Cơ Điện.
Chơng 5: Thiết kế chiếu sáng phân xởng Cơ Điện.
Chơng 6: Tiếp đất bảo vệ phân xởng Cơ Điện
Trong thời gian làm đồ án, bản thân em đã cố gắng tìm hiểu các tài liệu tham
khảo phục vụ cho đề tài và đợc sự hớng dẫn, chỉ bảo nhiệt tình của các thầy cô trong bộ môn
Điện Khí Hoá đặc biệt là thầy Hồ Việt Bun cùng các bạn đồng nghiệp đến nay em đã
hoàn thành bản đồ án tốt nghiệp của mình. Mặc dù vậy, do kiến thức, thời gian và kinh
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
3
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
nghiệm còn hạn chế nên không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong đợc các thầy cô
và các bạn tham gia góp ý để bản đồ án của em đợc hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sinh viên thực hiện
Phm Hựng Quyt
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
4
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Ch ng 1
GIớI THIệU chung Về công ty than Cao SƠn
và tình hình cung cấp điện
1.1. Giới thiệu chung về công ty than Cao Sơn.
1.1.1 Vị trí Địa lý.
Công ty than Cao Sơn th nh l p ng y 6/6/1974 l công ty khai thác mỏ than lộ

thiên lớn thuộc Tổng Công Ty Than Việt Nam (Nay là Tập Đoàn Than- Khoáng Sản
Việt Nam). Vị trí của mỏ nằm trong hớng Đông Bắc nớc ta với diện tích khai trờng
khoảng 10km
2
. Giao thông thuận tiện cho việc liên lạc v vận chuyển. Khai tr ờng của
mỏ nằm trong khoáng s ng Khe Ch m thuộc toạ độ:
X=267.430
Y=2.424.429,5
Gianh giới địa lý của mỏ nh sau:
- Phía Bắc giáp Công ty than Khe Ch m v Công ty than Đông B c.
- Phía Nam giáp Công ty than Đèo Nai.
- Phía Đông giáp Công ty than Cọc Sáu.
- Phía Tây giáp Công ty than Thống Nhất v Công ty Nội địa.
Văn phòng công ty cách trung tâm thị xã Cẩm Phả khoảng 3km về phía Đông,
thuộc phờng Cẩm Sơn- Cẩm Phả- Quảng Ninh. Nằm trên quốc lộ 18A, do đó rất thuận
lợi cho các hoạt động giao dịch kinh doanh.
1.1.2 Địa hình, khí hậu.
Công ty than Cao Sơn nằm trong khu vực có địa hình phân chắc mạnh, phía Nam
có đỉnh Cao Sơn với độ cao 436m. Đây l đỉnh núi cao nhất trong vùng Hòn Gai - Cẩm
Phả. Địa hình thấp dần về phía Bắc. Thấp nhất l vùng biên giới giáp mỏ than Khe Ch m.
Công ty than Cao Sơn nằm trong khu vực chịu tác động của khí hậu nhiệt đới gió
mùa đặc trng của vùng Đông bắc. Một năm có hai mùa rõ rệt l mùa m a v mùa khô.
Mùa ma: Bắt đầu từ tháng 4 đến tháng 9. Mùa n y thời tiết nắng nóng, nhiệt độ
trung bình từ 27
o
C đến 43
o
C. Lợng ma trung bình h ng năm thay đổi từ 1107mm đến
2834mm. v o thời gian m a nhiều công tác khai thác gặp nhiều khó khăn, gây tốn kém
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt

5
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
chi phí bơm nớc v chi phí thuốc nổ chịu n ớc nên sản lợng khai thác giảm dần dẫn đến
doanh thu của công ty cũng giảm theo.
Mùa khô: Bắt đầu từ tháng 10 đến hết tháng 3 năm sau. Mùa n y khí hậu
lạnh, hanh khô kéo d i nhiệt độ trung bình từ 8
0
C đến 17
o
C. Có những thời điểm
nhiệt độ xuống thấp đến 3
o
C. Trong thời gian từ tháng 1 đến tháng 3, thời tiết ẩm
thấp, có ma phùn v s ơng mù chiếm phần lớn thời gian trong ng y do đó ảnh h ởng
đáng kể đến công việc khai thác v vận chuyển than, tuy vậy mùa n y có nhiều
thuận lợi hơn so với mùa ma cả về việc khai thác lẫn vận chuyển, cung ứng vật t,
quản lý kho h ng, bến bãi.
1.1.3 Địa chất, thuỷ văn.
Tham gia v o cấu tạo địa chất của công ty có các trầm tích thuộc kỷ Nori trong
tầng trầm tích hệTriot v các trầm tích Đệ Tứ (Q). Quá trình hình th nh các vỉa than
xen kẽ với đất đá, nằm chồng lên nhau theo hình vòng cung, cắm dốc xuống theo hớng
Bắc- Nam. Độ dốc của công ty từ 30
0
đến 350
o
. Công ty có 22 vỉa than đợc đánh số thứ
tự từ V
1
đến V
22

. Trong đó V
13,
đến V
14
có tính chất phân chùm mạnh v tạo th nh các
chùm vỉa 13-1, 13-2, 14-1, 14-2.
Nớc mỏ hình th nh từ hai nguồn n ớc ma v n ớc ngầm, nớc ngầm sinh ra trong
mỏ từ lớp trên, lớp giữa, lớp dới của vỉa than. Đặc tính của nớc ngầm mỏ bao gồm các
th nh phần:
Độ khoáng hóa 0,52 g/l đến 0,4 g/l ;độ pH từ 5,1 đến 7,1.
Độ ăn mòn Kr = 0,006 đến 0,77 ; độ thẩm thấu 0,035 m
3
/ng y.
Tình hình thoát nớc của mỏ: Lợng nớc trong mỏ Cao Sơn chủ yếu đợc thoát ra
ngo i theo hai hình thức:
- Thoát nớc tự nhiên: Tự chảy theo các rãnh h o thoát n ớc.
- Thoát nớc nhân tạo: Nhờ sử dụng hệ thống bơm nớc với công suất 200kW v
250kW. Thoát nớc ra suối theo đờng ống nớc của nó.
1.1.4 Lịch sử phát triển của mỏ than Cao Sơn.
Công ty than Cao Sơn l một doanh nghi p nh n ớc, doanh nghiệp th nh viên
hoạch toán độc lập trực thuộc Tập Đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam. Công ty có trụ sở
chính đặt tại phờng Cẩm Sơn - Thị Xã Cẩm Phả - Tĩnh Quảng Ninh. Công ty đợc phép
kinh doanh các ng nh nghề:
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
6
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
- Khai thác chế biến v tiêu thụ than.
- Xây dựng các công trình thuộc công ty.
- Sữa chữa cơ khí, vận tải.
- Sản xuất vật liệu xây dựng.

- Trồng rừng v khai thác gỗ.
- Quản lý v khai thác cảng lẻ.
Sản phẩm chính của công ty l than Antraxit dùng để xuất khẩu v tiêu thụ nội
địa. Các sản phẩm về than bao gồm:
Các loại than cục, than cám loại 2, loại 3, có chất lợng tốt (độ tro từ 4-5%).
Dùng cho xuất kkẩu, các chỉ tiêu, số lợng, chất lợng than bán ra l theo kế hoạch của
Tập Đoàn giao.
Các sản phẩm n y đ ợc tiêu thụ theo hai tuyến:
- Cảng Cửa Ông: Phục vụ cho xuất khẩu.
- Cảng của công ty: Tiêu thụ nội địa.
Từ năm 1977 bắt đầu bóc những m
3
đất đá đầu tiên ở khu Cao Sơn. Năm 1979
bóc đất đá khu B ng Nâu. Ng y 19/5/1980 Công ty sản xuất tấn than đầu tiên, kết
thúc thời kỳ xây dựng cơ bản v đi v o sản xuất.
Theo thiết kế kỹ thuật ban đầu, năm 1971 trữ lợng than l 70 triệu tấn với công
suất thiết kế l 2 triệu tấn/năm. Năm 1980 viện Ghiprosat (Liên Xô cũ) thiết kế mở
rộng nâng công suất của mỏ lên 3 triệu tấn/năm. Năm 1987, Viện quy hoạch thiết kế
v kinh tế than lập thiết kế khai thác công ty than Cao Sơn với công suất 1,7 triệu
tấn/năm với hệ số bóc trung bình K
tb
= 6,06 m
3
/T. Trong 30 năm xây dựng v tr ởng
th nh. Công ty luôn ho n th nh v ợt mức kế hoạch cấp trên giao.
1.1.5 Tình hình khai thác.
Công ty đợc th nh lập ng y 6/6/1974 với sản l ợng h ng năm không ngừng tăng
lên. Công ty khai thác theo phơng thức phân tầng tách lớp với công nghệ sản xuất bao
gồm hai dây truyền sản xuất chính l bóc đất đá v khai thác than. Sơ đồ quy trình v
công nghệ sản xuất thể hiện nh hình 1.1:

Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
7
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Hình 1.1. Sơ đồ quy trình công nghệ sản xuất
1.1.6 Tình hình cơ giới hoá.
Công ty than Cao Sơn có khối lợng sản phẩm h ng năm chiếm tỷ trọng cao
trong Tập Đoàn Than Khoáng Sản Việt Nam. Trong suốt quá trình hoặc động sản xuất
kinh doanh. Công ty luôn chú trọng đến việc đầu t trang thiết bị cho sản xuất. Bằng
việc đa các thiết bị hiện đại của Mỹ, Nhật, Thụy Điển, H n Quốc v o sản xuất để
thay thế cho các máy móc thiết bị của Liên Xô cũ. Các khâu khoan, xúc, vận tải đợc cơ
giới hoá đến 90% v có những bộ phận đ ợc tự động hoá ho n to n. Bảng thống kê số
lợng các phơng tiện phục vụ sản xuất đợc thống kê trong bảng 1.1.
Bảng 1.1. Thống kê số liệu thiết bị
STT Tên thiết bị Mã hiệu Số lợng Đơn vị
1 Máy xúc
KT-8
8 Chiếc
KT- 4,6 và 5A
10 Chiếc
2
Máy xúc lật
VOLVO 2 Chiếc
KWASAKI- ZIX- 80 2 Chiếc
3 Máy xúc thuỷ lực gàu ngợc 3 Chiếc
4 Máy xúc thuỷ lực bánh lốp VOLVO- EW- 170 1 Chiếc
5 Máy khoan xoay cầu
CW-250
14 Chiếc
6 Máy khoan TamRock 1 Chiếc
7 Xe gạt D 85A-DZ98 24 Chiếc

8 Xe tự đổ 55- 60T 15 Chiếc
9 Xe Belaz (Nga) 27- 40T 117 Chiếc
10 Xe phục vụ các loại 101 Chiếc
11 Cần cẩu 9 Chiếc
12 Cần trục 4 Chiếc
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
8
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
13 Khu vực sàng tuyển 4 Khu vực
14 Cảng tiêu thụ than nội địa 1 Cảng
15 Hệ thống máng ga 1 Hệ thống
16 Trạm điện 35/6kV 1 Trạm
17
Bình nén khí của MX-K
10 Bình
18 Bình nén khí của máy ép hơi 12 Bình
19 Bình sinh khí Axetylen 5 Bình
20 Bộ van nạp giảm sóc 7 Bộ
1.1.7 Tình hình kinh doanh của công ty.
Công ty than Cao Sơn l đơn vị sản xuất kinh doanh với sản phẩm chính l
than. To n bộ dây truyền công nghệ phục vụ cho việc sản 9 xuất v tiêu thụ than của
Công ty có trình độ tập trung hóa cao nên đòi hỏi sự chuyên môn hóa trong sản xuất.
Trong những năm gần đây, công ty đã tổ chức tập trung hóa, chuyên môn hóa cao nên
năng suất lao động đợc nâng lên rõ rệt.
Để thực hiện thắng lợi các chỉ tiêu kế hoạch của Tổng công ty giao, lãnh đạo
công ty than Cao Sơn đã đề ra các giải pháp lãnh đạo, chỉ đạo cụ thể với mục tiêu An
to n- Năng suất- Chất l ợng- Hiệu quả- Tiết kiệm.
Trong điều kiện thiết bị không tăng, khai thác ng y c ng xuống sâu công ty đã
phát động phong tr o thi đua ngay từ những ng y đầu năm, với quyết tâm ho n th nh
kế hoạch ngay từ ng y đầu, tháng đầu, quý đầu. Công ty cũng luôn quan tâm đổi mới

cơ chế quản lý, đảm bảo sản suất kinh doanh có hiệu quả với phơng châm: Phát huy
tối đa nội lực, mở rộng quan hệ hợp tác, lao động sáng tạo, xây dựng Công ty phát triển
ổn định. Kết quả thực tiễn đã chứng minh tính đúng đắn, phù hợp của các quy chế, tỷ
lệ âm đất đá từ 5% đến-7% năm 2004 nay xuống còn -1,5% năm 2009. Số xe hoạt
động từ 110 đến 130 ca xe/ng y năm 2003 tăng lên 270 đến 280 ca xe/ng y năm
2009. Giờ hoạt động từ 4,6 đến 4,82 h/ca. Công ty đã tạo đủ việc l m có thu nhập ổn
định bình quân hơn 5.000.000 đồng/ngời/tháng.
1.1.8 Cơ cấu tổ chức và lao động của Công ty.
Công ty than Cao Sơn là một doanh nghiệp sản xuất than lớn với số lợng công
nhân viên hiện nay là hơn 5000 ngời. Do đặc thù khá phức tạp về công việc do vậy để
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
9
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
hoạt động sản xuất có hiệu quả thực hiện cơ chế quản lý mới, mỏ thờng xuyên sắp xếp
tổ chức bộ máy với nhiệm vụ của từng phòng ban, phân xởng theo mô hình quản lý
trực tuyến. Cơ cấu trực tuyến chức năng quyền lực của doanh nghiệp đợc tập trung vào
giám đốc mỏ là ngời trực tiếp điều hành các đơn vị công trờng phân xởng, các khối
phòng ban kỹ thuật, nghiệp vụ chỉ nhận mệnh lệnh sản xuất từ giám đốc và có nhiệm
vụ hớng dẫn kiểm tra việc thực hiện mệnh lệnh đồng thời phát hiện các vấn đề phát
sinh để báo cáo giám đốc và đề xuất các biện pháp giải quyết.
Sơ đồ tổ chức của công ty thể hiện trên hình 1.2.
1.1.9 Nhiệm vụ cụ thể của các phân xởng.
* Phân xởng Cơ Điện: Nhiệm vụ chính là bảo dỡng, sửa chữa, tiểu tu, trung tu
toàn bộ thiết bị máy mỏ nh: máy khoan, máy xúc, máy gạt và các máy công cụ. Ngoài
ra còn tận dụng làm hàng gia công phục hồi để phục vụ cho công việc sửa chữa máy
mỏ.
* Phân xởng sửa chữa ôtô: Nhiệm vụ bảo dỡng, sửa chữa, tiểu tu, trung tu, thiết
bị phơng tiện vận tải nh các loại xe từ (10 ữ 55 tấn) ngoài ra còn gia công phục hồi
hàng cơ khí, phục vụ cho công việc sửa chữa khâu vận tải mỏ.
* Phân xởng trạm mạng: Có nhiệm vụ quản lý toàn bộ mạng điện của mỏ, cung cấp

điện cho các máy xúc, máy khoan, băng và các hệ thống điện toàn bộ cho sản xuất.
* Đội xe phục vụ: Nhiệm vụ chính là phục vụ giám đốc, các phòng ban chỉ huy
sản xuất và đi quan hệ làm công việc đối ngoại.
* Phân xởng xây dựng: Làm nhiệm vụ sửa chữa các công trình kiến thiết cơ bản.
* Phân xởng chế biến: Làm nhiệm vụ chăm lo phục vụ bữa ăn giữa ca và các
khoản bồi dỡng độc hại, nặng nhọc cho công nhân mỏ.
* Cảng tiêu thụ than: Làm nhiệm vụ rót than xuống phơng tiện cho khách hàng
và là khâu tiêu thụ cho khách hàng nội địa.
Từ cơ cấu tổ chức Công ty đã áp dụng mô hình hạch toán nội bộ các phân xởng
đợc phân cấp quản lý tài sản có trách nhiệm đảm bảo kỹ thuật, chất lợng sản phẩm, an
toàn cho ngời và thiết bị, chịu trách nhiệm trả lơng sản phẩm cho ngời lao động. Nhờ
đó các đơn vị đã chủ động các mặt quản lý thực hiện tiết kiệm giảm chi phí, hạ giá
thành sản phẩm để sản xuất kinh doanh có hiệu quả thực hiện các khoản phải nộp theo
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
10
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
chính sách. Nhìn chung việc tổ chức quản lý mới theo cơ cấu trực tuyến chức năng của
Công ty nh trên đợc coi là hợp lý và đã đáp ứng đợc nhu cầu đặt ra.
1.2 Giới thiệu chung về tình hình cung cấp điện của mỏ Cao Sơn.
1.2.1 Ngun cung cp in ca m than Cao Sn.
Nguồn cung cấp điện cho trạm 35/6kV của công ty đợc cung cấp từ trạm biến
áp 110/35/6kV Mông Dơng theo lộ E377. Đờng dây cung cấp điện cho trạm biến áp
35/6kV của công ty sử dụng loại dây AC-95 có chiều d i 4,4 km. Trạm biến áp 110kV
Mông Dơng gồm hai MBA l m việc theo chế độ dự phòng nguội. Máy l m việc chính
mã hiệu: TTH- 25000 kVA. MBA dự phòng mã hiệu TTH- 20000 kVA. Đặc
tính kỹ thuật của hai máy biến áp đợc ghi trong bảng 1.2:
Bảng 1.2. Đặc tính kỹ thuật của 2 máy biến áp.
Mã
hiệu
S

đm
Giới hạn trên của điện áp, kV Tổn thất U%, V
Cao áp Trung áp
Hạ
áp

P
0

P
n
C- H C- T T- H
TTH

20000
115

4x2,
5
115

4x2,
5
6,6 34,2 134 17,4 10,3 6,4
TTH

25000
115

4x2,

5
115

4x2,
5
6,6 78 182 17,57 10,23 6,21
Tuyến 35kV từ Mông Dơng đợc đa qua hai máy cắt phía 35kV để cung cấp điện
cho hai MBA trong trạm biến áp của mỏ. Hai máy cắt n y do Liên Xô chế tạo có
thông số kỹ thuật ghi trong bảng 1.3 .
Bảng 1.3. Đặc tính kỹ thuật của máy cắt.
Mã hiệu
Giá trị định
mức
Dòng nm giới
hạn, (A)
Dòng ổn
định
nhiệt
Dòng
cắt
(kA)
CS. cắt
(MVA)
Thời gian
U
đm
(kV)
I
đm
(A)

Hiệu
dụng
Biên
độ
Đóng Cắt
35M630A-
10T
35 630 15 34 8 12,4 750 0,4 0,1
1.2.2 Trạm biến áp chính của Mỏ Cao Sơn
Để cung cấp điện cho các khu vực khai thác của mỏ Cao Sơn và một số khu vực
khai thác của mỏ lân cận nh Khe Chàm, mỏ Thống Nhất. Công ty than Cao Sơn sử
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
11
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
dụng hai máy biến áp TM 6300/35kV dùng để cung cấp điện. Đặc tính kỹ thuật của
MBA ghi trong bảng 1.4.
Bảng 1.4. Đặc tính kỹ thuật của máy biến áp TM-6300/35kV.
Mã hiệu
U, (kV) Tổn hao, (kW)
U
n
%
I%
S,
(kVA)
Tổ
nối
Sơ cấp Thứ cấp

P

0

P
n
7,5 0,9 6300
TM
6300/35kV
35

5% 6,3 9,4 46,5
Y/

-11
1.2.3 Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV.
Sơ đồ nguyên lý trạm biến áp 35/6kV nh hình vẽ 1.3
1.2.4 Trạm biến áp 35/6kV.
Trạm biến áp 35/6kV là trạm biến áp chính và đợc đặt cố định biến đổi cấp điện
áp xuống 6kV để phù hợp với điện áp của các phụ tải nhằm phục phục vụ cho quá trình
khai thác của mỏ, cng nh nhu cầu của công ty. Trạm đợc lắp đặt trên độ cao 76m của
mặt bằng mỏ than Cao Sơn.
Trạm làm việc theo phơng thức dự phòng nguội. Các thiết bị điện lực trong trạm
đợc lắp đặt theo hai khu vực: Sân trạm và Nhà trạm.
1.2.5 Sân trạm.
Trạm gồm hai MBA điện lực TM-6300/35kV do Liên Xô cũ chế tạo có thông số
kỹ thuật ghi trong bảng 1.4
Ngoài ra phía 35kV còn có các thiết bị:
a, Máy cắt.
Các thông số kỹ thuật của máy cắt đợc ghi nh bảng 1.3
b, Van chống sét.
Các thông số kỹ thuật của van chống sét đợc ghi nh bảng 1.5.

Bảng 1.5. Đặc tính kỹ thuật của van chống sét.
Mã hiệu U
đm
, kV Điện áp xuyên thủng, (kV) Số khe hở
Số đĩa điện
trở
PBC-35 42 Ướt Khô
80 132
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
12
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
c, Máy biến dòng.
Các thông số kỹ thuật của máy biến dòng đợc ghi nh bảng 1.6.
Bảng 1.6. Đặc tính kỹ thuật của máy biến dòng.
Mã hiệu
U
đm
(kV)
I
o.đ.đ
(kA)
I
ô.đ.n
(kA)
I
đm
, sơ cấp Phụ tải thứ cấp chính xác
VA

VA

CTO

-
35
35 0,1 116 400
ữ
500 20 0,8 150 6
d, Dao cách ly.
Các thông số kỹ thuật cua dao cách ly đợc ghi nh bảng 1.7.
Bảng 1.7. Đặc tính kỹ thuật của dao cách ly.
Mã hiệu U
đm
(kV) I
đm
(kA) I
xk
(kA) I
xk
(kA)
T
o.đ.n
(kA)
I
ô.đ.n
(kA)
POH-
35/600T
35 600 31 80 10 12
1.2.6 Nhà trạm.

Đợc xây dựng kiên cố với tổng diện tich 250 m
2
, đổ mái bằng chắc chắn, thoáng
mát, xung quanh có tờng bao quanh và có đờng cho xe ôtô vào trạm. Trong trạm đặt 22
tủ chọn bộ loại KPY-12 đợc đánh số thứ tự từ 1
ữ
22. Chức năng của các tủ đợc ghi
trong bảng 1.8.
Bảng 1.8. Chức năng của các tủ trong nhà trạm.
STT Số hiệu tủ Chức năng làm việc của các tủ
1 3,11 Các tủ đầu vào
2 14,9 Các tủ chống sét
3 13,20 Các tủ đo lờng
4 9 Tủ dự phòng
5 6 Tủ phân đoạn
6 12,21 Các tủ tự dùng
Sơ đồ hình chiếu bằng thể hiện vị trí các thiết bị trong trạm 35/6kV trên hình 1.4.
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
13
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Hiện tại trạm biến áp 35/6kV mỏ Cao Sơn đợc cấp điện duy nhất một nguồn từ
TBA 110kV Mông Dơng thông qua đờng dây 35kV.
1.2.7 Hệ thống bù công suất phản kháng.
Trạm đợc lắp đặt 24 tụ bù cao áp kiểu KC- 6,3- 60T, dung lợng của một tụ bằng
60kVAr, điện áp định mức 6,3kV đợc chia làm ba cụm cấp điện cho hệ thống tụ bù
công suất phản kháng này là tủ KPY số 9. Sơ đồ nguyên lý đấu nối tụ bù cos

đợc thể
hiện ở hình 1.5.
Hình 1.5. Sơ đồ nguyên lý đấu nối tụ bù cos

1.3 Các hình thức bảo vệ trạm biến áp 35/6kV.
Để bảo vệ cho trạm biến áp chính mỏ Cao Sơn ngời ta dùng các hình thức bảo
vệ sau.
1.3.1 Bảo vệ so lệch dọc.
ở hình thức này trạm dùng rơle bảo vệ so lệch loại vi sai PHT-565 có biến
dòng bão hoà tù trung gian (với giới hạn chỉnh định bảo vệ từ 1,45
ữ
1,25 A). Nguyên
tắc làm việc: So sánh dòng điện ở đầu và cuối của phần tử đợc bảo vệ. ở chế độ làm
việc bình thờng, rơle không tác động. Khi sự sự cố xảy ra trong vùng bảo vệ có giá trị
lớn hơn giá trị chỉnh định, hệ thống bảo vệ sẽ tác động tức thời cắt máy biên áp ra khỏi
nguồn. Sơ đồ bảo vệ đợc thể hiện ở hình 1.6.
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
14
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Hình 1.6. Sơ đồ bảo vệ so lệch dọc
1.3.2 Bảo vệ quá tải, ngắn mạch
Đây là loại bảo vệ quá dòng điện tác động có thời gian duy trì.
Nguyên tắc làm việc: ở điều kiện bình thờng, dòng điện qua rơle nhỏ hơn giá
trị chỉnh định, bảo vệ không tác động. Khi sự cố ngắn mạch hoặc có quá tải nặng trong
vùng bảo vệ, dòng điện qua rơle lớn hơn giá trị chỉnh định, bảo vệ tác động cắt máy cắt
cắt loại vùng sự cố ra khỏi lới điện. Khi có quá tải nhẹ bảo vệ quá tải tác động đóng
tiếp điểm của rơle thời gian, sau thời gian chỉnh định rơle thời gian đóng tiếp điểm
trong mạch rơle tín hiệu để báo tín hiệu quá tải. Để bảo vệ quá tải nặng và ngắn mạch
sử dụng hai rơle 1PT và 2PT loại PT-40/20T có thông số kỹ thuật ghi trong bảng 1.9.
Bảng 1.9. thông số kỹ thuật của rơle dòng PT-40/20T
Mã hiệu Giới hạn K
trỏ về
T

tác độmg
,S
I, (A) U, (V) S, (VA)
I
đm
,kA I
kđ
,kA =

=

=

PT
40/20T
18
ữ
3
6
18
ữ
3
6
18
ữ
36 18
ữ
36
2 2 220 220 60 300
Rơle thời gian là loại B- 132T có thông số kỹ thuật cho trong bảng 1.10.

Bảng 1.10. Thông số kỹ thuật rơle thời gian B- 132T
Mã hiệu P
tt
, (W) Tham số đầu vào
U
đm
(V) U
kđ
(V) T
duy trì
(S)
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
15
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
B- 132T
30 24
ữ
220 0,7 U
đm
0,5
ữ
9 1Đ, 1M, 10C
Bảo vệ quá tải nhẹ dùng rơle dòng điện PT

loại PT 40/10T có các thông số
kỹ thuật cho trong bảng 1.11.
Bảng 1.11. Thông số kỹ thuật rơle dòng loại PT- 40/100T
Mã hiệu Giới hạn K
trỏ về
T

tác độmg
,S
I, (A) U, (V) S, (VA)
I
đm
,kA I
kđ
,kA =

=

=

PT
40/10T
10
ữ
3
2
10
ữ
2
5
0,8
ữ
0,85 0,03
ữ
0,1
2 2 220 220 60 300
Sơ đồ bảo vệ quá tải và ngắn mạch thể hiện trên hình 1.7.

Hình 1.7. Sơ đồ bảo vệ quá tải và ngắn mạch
1.3.3 Bảo vệ bằng rơle khí
Rơle khí hoạt động với hai mức: Nếu sự cố nhẹ thì báo tín hiệu ra đèn hoặc
chuông. Nếu sự cố nặng thì báo ra máy cắt.
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
16
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Nguyên lý làm việc: khi máy biến áp làm việc bình thờng trong bình rơle đầy
dầu các phao nỗi lơ lửng trong dầu, tiếp điểm của rơle ở trạng thái hở. Khi khí bốc ra
yếu (Chẳng hạn vì dầu nóng do quá tải) khí tập trung lên phía trên của bình rơle đẩy
phao thứ nhất chìm xuống, rơle gửi tín hiệu cấp 1 cảnh báo. Nếu khí bốc ra mạnh
(chẳng hạn do ngắn mạch trong thùng dầu) luồng dầu vận chuyển từ bình dãn dầu lên
xô phao thứ hai chìm xuống gửi tín hiệu đi cắt MBA.
Sơ đồ bảo vệ bằng rơle khí thể hiện ở hình 1.8.
Hình 1.8. Sơ đồ bảo vệ máy biến áp bằng rơle khí
1.3.4 Chạm đất một pha phía 6kV
Hiện nay trong mỏ vẫn đang áp dụng hai hình thức bảo vệ đó là:
a, Bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc
Khi có chạm đất một pha thì ở hai đầu cuộn dây tam giác hở xuất hiện điện áp
thứ tự không (3U
0
) cung cấp cho rơle điện áp RU. Rơle này tác động truyền tín hiệu
cho đèn, còi. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc trên hình 1.9
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
17
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Hình 1.9. Sơ đồ bảo vệ chạm đất một pha không chọn lọc
b, Bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc
Mạng 6 kV của mỏ là dạng hình tia nên mỏ sử dụng các rơle bảo vệ chạm đất
một pha PTZ-50 tác động theo dòng thứ tự không toàn phần đi kèm với các máy biến

dòng thứ tự không BI
0
, rơle trung gian P, rơle tín hiệu PY .
Khi chạm đất một pha thì phía thứ cấp của máy biến dòng thứ tự không BI xuất
hiện dòng thứ tự không, dòng điện này chạy qua rơle PTZ-50. Khi giá trị dòng điện
này lớn hơn giá trị chỉnh định thì mạch tín hiệu báo sự cố. Nếu cần thiết phải cắt chọn
lọc cho các khởi hành thì rơle này tác động đóng cho các khởi hành và gửi tín hiệu đến
máy cắt, cắt khởi hành ra khỏi sự cố. Sơ đồ nguyên lý bảo vệ chạm đất một pha có
chọn lọc trên hình 1.10.
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
18
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Hình 1.10. Sơ đồ bảo vệ chạm đất một pha có chọn lọc
1.3.5 Bảo vệ quá áp thiên nhiên
Để bảo vệ cho trạm biến áp 35kV và cho các khởi hành 6kV khỏi hiện tợng sét
đánh trực tiếp, gián tiếp.
Để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào trạm ngời ta sử dụng 4 cột thu lôi, chiều cao
mỗi cột là 15m (chôn sâu 1,3m), đặt ở 4 góc của trạm, để bảo vệ sét đánh trực tiếp vào
đờng dây phía 35kV lắp đờng dây chống sét dài 1,5km trớc khi vào trạm.
Để bảo vệ sét đánh gián tiếp mỏ dùng các thiết bị sau:
Trên thanh cái đầu vào (phía 35kV) lắp van chống sét PBC-35T.
Trên thanh cái đầu ra (phía 6kV) lắp van chống sét PB

.
1.4 Hệ thống đo lờng của trạm 35/6kV
Phía 35kV dùng 3 biến áp đo lờng 1 pha mã hiệu ZHOM-35 dùng để cấp điện
hạ áp cho mạch đo lờng có thông số kỹ thuật nh bảng 1.12
Bảng 1.12. thông số kỹ thuật máy biến áp đo lờng ZHOM-35.
Mã hiệu U
đm

, (V) S
đm
, (VA) với cấp chính xác S
max
, (VA)
Sơ cấp Thứ cấp 0,5 1 3
ZHOM-35 35000 100 150 250 600

Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
19
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Sơ đồ đấu dây trên hình 1.11.
Hình 1.11. Sơ đồ đấu dây của đồng hồ phía 35kV
Phía 6kV dùng 2 biến áp đo lờng ba pha 5 trụ kiểu HTM-6, để cung cấp điện
cho mạch đo lờng có thông số kỹ thuật cho trong bảng 1.13.
Bảng 1.13. Thông số kỹ thuật máy biến áp đo lờng ZHOM-6
Mã hiệu U
đm
, (V) S
đm
, (VA) với cấp chính xác S
max
, (VA)
Sơ cấp Thứ cấp 0,5 1 3
ZHOM-6 6000
100-100
3
80 150 320
Sơ đồ đấu dây trên hình 1.12.
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt

20
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Hình 1.12. Sơ đồ đấu dây của đồng hồ phía 6 kV
1.5 Hệ thống tiếp đất an toàn
Hệ thống tiếp đất của công ty Cao Sơn gồm có tiếp đất trung tâm và tiếp đất cục
bộ, điện trở tiếp đất không vợt quá 4

.
Hố tiếp đất trung tâm đợc bố trí cách trạm 35/6kV là 15m.
Hệ thông tiếp đất trung tâm và tiếp đất cục bộ đợc nối liên tục với nhau bằng
dây dẫn thứ 4. Hệ thống tiếp đất đợc kiểm tra dịnh kỳ 6 tháng một lần.
1.6 Hệ thống cung cấp điện 6kV của mỏ Cao Sơn.
Do đặc thù công nghệ khai thác lộ thiên là: khu vực khai thác và vị trí gơng tầng
luôn thay đổi nên các phụ tải ở gơng khai thác cũng thay đổi theo. Vì vậy mạng điện
6kV của công ty đợc chia làm 2 phần:
Phần cố định: Là đờng dây từ trạm biến áp đến trạm phân phối trung tâm.
Phần di động: là đờng day từ trạm phân phối trung tâm tới các phụ tải thờng
xuyên thay đổi tiến độ khai thác. Điện 6kV từ đờng dây trên không qua các tủ đóng cắt
điện đợc đa đến các thiết bị dùng điện bằng cáp mềm.
1.7 Biểu đồ phụ tải
1.7.1 Biểu đồ phụ tải ngày điển hình
Biểu đồ phụ tải biểu diễn sự thay đổi công suất tác dụng và công suất phản
kháng theo thời gian, quan hệ này đợc biểu diễn dới dạng các hàm P(t), Q(t). Có thể
xây dựng đợc phụ tải thời gian quan sát một ngày đêm (24h).
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
21
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Biểu đồ phụ tải ngày đêm của trạm biến áp 35/6kV của công ty nhận đợc bằng
cách ghi lại chỉ số của các đồng hồ đo các đại lợng P, Q trong thời gian 60 phút 1 lần.
Căn cứ vào số liệu theo dõi trong một thời gian thực tập tại công ty cho phép chọn đợc

ngày điển hình làm phụ tải ngày tính toán.
Các số liệu thống kê năng lợng tác dụng và năng lợng phản kháng đợc ghi trong
bảng 1.14.
Bảng 1.14. Kết quả theo dõi thống kê biểu đồ phụ tải.
STT Ngày theo dõi P
tt
, kW Q
tt
, kVAr
1 11/01/2010 91200 47500
2 12/01/2010 95000 46000
3 13/01/2010 93200 48400
4 14/01/2010 97200 49200
5 15/01/2010 99000 50100
6 16/01/2010 98700 46300
7 17/01/2010 94500 47200
8 Giá trị trung bình 95542 47814
So sánh giá trị năng lợng tiêu thụ trung bình với giá trị năng lợng tiêu thụ của
các ngày theo dõi, ta chọn ngày 12/01/2010 là ngày điển hình. Số liệu của ngày điển
hình (12/ 01/ 2010) đợc thống kê trong bảng 1.15.
Bảng 1.15. Số liệu phụ tải ngày điển hình.
Giờ P, kW Q, kVAr Giờ P, kW
Q,
kVAr
Giờ P, kW Q, kVAr
1 5000 2600 9 4000 1800 17 4100 2000
2 6200 3000 10 4600 2500 18 4900 2400
3 6000 3200 11 4400 2200 19 4600 2500
4 6400 2400 12 4900 2000 20 4100 2100
5 6300 2000 13 4400 1900 21 4600 2600

6 4600 2500 14 4000 2300 22 4400 2000
7 5300 3000 15 4500 2000 23 4500 2200
8 4500 2600 16 4300 2700 24 4500 2200
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
22
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
Từ bảng số liệu trên ta vẽ đợc biểu đồ phụ tải cho ngày điển hình. Biểu đồ này
đợc thể hiện trên hình 1.13
Hình 1.13. Biểu đồ phụ tải ngày điển hình.
Từ biểu đồ phụ tải ngày điển hình xác định đợc các thông số đặc trng của
biểu đồ.
1.7.2 Các thông số của biểu đồ phụ tải.
a, Phụ tải trung bình.
Phụ tải trung bình là một đặc trng tĩnh của phụ tải trong trong một khoảng thời
gian nào đó. Phụ tải trung bình của hộ tiêu thụ đợc lấy làm căn cứ để đánh giá giới hạn
dới của phụ tải tính toán.
Phụ tải trung bình tác dụng:
( )
)t(d
T
tP
P
T
0
tb
ì=

Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
23
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá

kWP
ttPttPttP
P
tb
tb
8,4795
24
)2324(4500...)12(6200)01(5000
24
)(...)()(
232424122011
=
+++ì
=
ì++ì+ì
=
Phụ tải trung bình phản kháng
kVArQ
ttQttQttQ
Q
td
T
tQ
Q
tb
tb
T
tb
5,2362
24

)2324(2200...)12(3000)01(2600
24
)(...)()(
)(
)(
232424122011
0
=
ì++ì+ì
=
ì++ì+ì
=
ì=

Từ các giá trị P
tb
và Q
tb
ta tính đợc hệ số công suất trung bình:

tb
tag

=
tb
tb
P
Q
=
8,4795

5,2362
=0,49 vậy
tb

cos
= 0,89
b, Phụ tải trung bình bình phơng.
Phụ tải tác dụng trung bình bình phơng:
kWP
P
ttPttPttP
P
tdtP
T
P
tbtb
tbbp
tbbp
T
tbbp
8,4847
24
)2324(4500...)12(6200)01(5000
24
)(...)()(
)()(
1
222
2324
2

2412
2
201
2
1
0
2
=
ì++ì+ì
=
ì++ì+ì
=
ì=

Phụ tải phản kháng trung bình bình phơng:

ì=
T
tbbp
tdtQ
T
Q
0
2
)()(
1
24
)(...)()(
2324
2

2412
2
201
2
1
ttQttQttQ
Q
tbbp
ì++ì+ì
=
24
)2324(2200...)12(3000)01(2600
222
ì+++ì
=
tbbp
Q
kVArQ
tbbp
5,2390
=
c, Các hệ số đặc trng của biểu đồ phụ tải.

Hệ số điền kín, k
đk
:
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
24
Trờng Đại Học Mỏ Địa Chất Bộ môn Điện Khí Hoá
k

đk
=
75,0
6400
8,4795
max
==
P
P
tb
Hệ số này thể hiện khả năng quá tải dài của máy biến áp.

Hệ số cực đại, k
max
:
k
max
=
334,1
8,4795
6400
max
==
tb
P
P
Hệ số này thể hiện khả năng quá tải khoảnh khắc của máy biến áp.

Hệ số hình dáng, k
hd

:
+ Hệ số hình dáng công suất tác dụng, k
hdp
:
k
hdp
=
01,1
8,4795
8,4847
==
tb
tbbp
P
P
+ Hệ số hình dáng công suất phản kháng, k
hdq
:
k
hdq
=
01,1
5,2362
5,2390
==
tb
tbbp
Q
Q
Giá trị của hệ số hình dáng k

hd
1

và từ các công trình nghiên cứu cho thấy hệ
số hình dáng thờng là không thay đổi đối với các xí nghiệp cùng loại.

Hệ số sử dụng, k
sd
:
k
sd
=
85,0
89,06300
8,4795
cos
=
ì
=
ì
tbdm
tb
S
P

Hệ số này đặc trng cho mức độ sử dụng công suất định mức của máy biến áp.
1.7.3 Phụ tải tính toán đợc xác định nh sau.

Phụ tải tác dụng:
P

tt
= P
tbbp
= k
hdp
. P
tb
= 1,01. 4795,8= 4847,8kW

Phụ tải phản kháng:
Q
tt
= Q
tbbp
= k
hdq
. Q
tb
= 1,01. 2362,5= 2390kVAr

Phụ tải toàn phần:
kVAQPS
tttttt
15,540523908,4847
2222
=+=+=

Hệ số mang tải của máy biến áp, k
mt
:

k
mt
=
85,0
6300
15,5405
==
dm
tt
S
S

Hệ số mang tải kinh tế, k
mtkt
:
Đồ án tốt nghiệp SVTH: Phm Hựng Quyt
25